Android平台开发 -Android build system-编译系统分析

本文转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_569a151b0100nmym.html

 

一、预习Makefile
二、Android编译系统的层次
三、Android编译系统的常用配置文件
四、 Android编译系统的流程
五、Android编译系统的使用

 

一、预习Makefile

  Makefile的规则：
    target ... : prerequisites ...
      command
            ...
            ...
  target也就是一个目标文件，可以是Object File，也可以是执行文件。还可以是一个标签（Label）。
  prerequisites就是，要生成那个target所需要的文件或是目 标。
  command也就是make需要执行的命令。（任意的Shell命令）
  这是一个文件的依赖关系，也就是说，target这 一个或多个的目标文件依赖于prerequisites中的文件，
  其生成规则定义在command中。 说白一点就是说，prerequisites中如果有一个以上的文件比target文

  件要新的话，command所定义的命令就会被执行。这就是 Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的

  内容。正如上面作者所述，上面是Makefile中最核心的内容，Android编译系统符合GNU make的标准，
  当然这 也是Android 编译系统最核心的内容。
  
二、Android编译系统的层次

  Android编译系统（build system）集中于Android源码下的build/core下，在Android2.2中，共有

  56个*.mk文件。另外还有一些shell脚本。Android编译系统完成的并不仅仅是对目标（主机）系统二进

  制文件、java应用程序的编译、链接、打包等，而且还有包括生成各种依赖关系、确保某个模块的修改引起

  相依赖的文件的重新编译链接，甚至还包括目标文件系统的生成，配置文件的生成等，因此Android编译系

  统具有支持多架构（linux-x86、windows、arm等）、多语言（汇编、C、C++、Java等）、多目标、多

  编译方式。
  
  编译层次包含了下表描述的抽象层。每一层都与一个或多个层相关联。例如，一个arch有多个 board，每个

  board有多个device。你可以在一个层中定义一个元素，以达到排除复制，简化维护的目的。

  Layer                  Example                      Description

  Product    myProduct, myProduct_eu, j2, sdk  产品层定义完整的移植产品的语法。

             myProduct_eu_fr,                  定义要编译哪些模块，怎么配置。基于区域

                                               或者基于特性，比如照相机，你可能要提供几

                                               个不同的版本。

  Device    myDevice, myDevice_eu,             设备层代表设备的物理层。例如，北美设备可

            myDevice_eu_lite                   能包含QWERTY键盘，而在法国售卖的设备可能

                                               包含AZERTY键盘。外围设备一般与设备层连接

                        

  Board     sardine, trout, goldfish           电路板层代表产品的原始图。可能还有外围设备

                                               连接到这一层。

  Arch     arm (arm5te) (arm6), x86, 68k       体系层描述了在电路版上运行的处理器。

 

三、Android编译系统的常用配置文件

 

  在Android中，主要的Makefile文件存在于build/core/目录下，它的表现形式为多个后缀为mk的文件组

  成，也称为build system。Android build system 主要有两大部分构成：配置部分，目标构建部分。

  Build system的主流程文件为build/core/main.mk文件。
  几个很重要的*.mk文件如下：
  
    buildspec.mk： 位于根目录下，可在此选择要产生的product 、平台、额外的module/package等。

        build/buildspec.mk.default是样板。  
    AndroidProducts.mk： 即为Android build system提供给厂商的接口文件。通过此文件即可定义所

        需编译和安装的packages（也即应用程序）。缺省选项是generic。  
    BoardConfig.mk： 是为product主板做设定，例如driver选择设定，选择CPU架构等等。
    Android.mk：是 module 和 package 的设置文件，每个 module/package 的目录下都会有一个

        Android.mk。所谓的 module 是指系统的 native code ，相对于用 Java写成的

        Androidapplication 称为 package。
    Build/envsetup.mk：编译环 境初始化，定义一些实用的shell函数，方便编译使用。
    build/core/Makefile：包含build/core /main.mk，此文件主要控制生成 

        system.img,ramdisk.img,userdata.img,以及recorvery image，sdk等。
    main.mk： 实际的主控Makefile，例如找到TOP目录下所有Android.mk文件。
    config.mk：定义了编译目标程序所需的工具链 及编译参数。
    base_rules.mk：对一些Makefile的变量规则化
    Binary.mk：控制如何生成目标文 件
    Clear_vars.mk：清除编译系统中用到的临时变量
    definations.mk：定义了很多编译系统中用到 的宏，相当于函数库
    Copy_headers.mk：将头文件拷贝到指定目录
    Combo/linux-arm.mk：控 制如何生成linux-arm二进制文件，包括ARM相关的编译器，编译参数等的

        设置
    build/envsetup.sh：提供了几个有用的命令，执行 . build/envsetup.sh(.后面有空格)。
    
  注：其中对模块编译有帮助的是tapas、m、mm、mmm这几个命 令。
  
      1、tapas——以交互方式设置build环境变量。
        输入：tapas
           第 一步，选择目标设备：
             例如 我们选择1
           第二步，选择代码格式：
             我 们选择1
           第三步，选择产品平台：
             注意：这里，Google源代码里默认是 generic。
             
      2、m、mm、mmm使用独立模块的make命令
        m 从根目录开始编译；
        mm 编译当前目录下的所有模块；
        mmm 编译指定目录下的所有模块；
  
四、 Android编译系统的流程

 

  主要流程都是由 build/core/main.mk 所安排的。
    1、初始化相关变量
    2、检测编译环 境和目标环境
    3、决定目标product
    4、读取 product 的设定
    5、读取 product 所指定之目标平台架构设定
    6、选择 toolchain
    7、指定编译参数 (*-.mk)
    8、 清除输出目录
    9、设定/检查版本编号
    10、读取所有 BoardConfig.mk 文件
    11、 读取所有 module 的设定
    12、根据设定，产生必需的 rule
    13、产生 image
  
  1、 初始化和检测
  
    由 build/core/config.mk 进行。 build/core/envsetup.mk 检查 developer 的设定 

    (buildspec.mk)，并检查执行环境，以决定输出目录和环境。build/core/config.mk 本身还依据

    参数，决定解释时的相关参数，例如 compiler 的路径、flags， lex 、yacc 的路径参数等。关于

    product的相关设定，则是由build/core/product_config.mk 所处理，使用

    build/core/product.mk提供之 macro 载入。根据 AndroidProduct.mk 的內容，

    product_config.mk 决定了：PRODUCT_TAGS，OTA_PUBLIC_KEYS，PRODUCT_POLICY等。
    
  2、Product 设定的读取

    Android product 的设定来自于build/target/product/AndroidProduct.mk 和 vendor 子目

    录下AndroidProduct.mk 。building system透过 find 指令，找出所有可能的

    AndroidProduct.mk。AndroidProduct.mk里定义PRODUCT_MAKEFILES变量，列举所有实际定义

    product的 makefile。这些makefile 各自定义独立的 product。product 相关参数，存成

    PRODUCTS. . 形式的变量。并将makefile 路径存在 PRODUCTS 变量。因此，透过 PRODUCTS 能取

    得所有的 product 路径/名称，并透过 PRODUCTS. . 形式的变量取得內容。
  
  3、 Module 设定的读取

    Module 是指 native code 的软件模块，而 Java application 則被称为 package。

    build/core/definitions.mk 定义module/package 相关 macro ，读取、检查

    module/package 定义档；分散 source tree 各处的 Android.mk 文件。 
    build/core/main.mk 使用 find 指令，在这些子目录下找出所有 Android.mk ，并将路径存在

    subdir_makefiles 变量里。最后，include 这些文件。这些Android.mk 会 include 定义成变量

    BUILD_SHARED_LIBRARY 、BUILD_PACKAGE 等，和其目的相配的 makefile。这些 makefile 会

    变 Android.mk 定义之內容，存成 ALL_MODULES. Android.mk>. 的形式。例如，Android.mk 定

    义了LOCAL_MODULE_SUFFIX ，会变存成 ALL_MODULES.

    Android.mk>.LOCAL_MODULE_SUFFIX 。而 Android.mk 路径， 同样会存于ALL_MODULES 变量

    里。查找 Android.mk 的路径，基本上会是整个 source tree 。但会依特定的 goal ， 选择性只

    找寻特定目录。例如 SDK 只需特定目录下的 Android.mk 。

 

  4、Board Level 设定

    和目标平台主板相关之设定，例如使用了什么装置、driver 等，或是是否需要编译bootloader 、

    kernel等，都是在 BoardConfig.mk 里设定。同样，每张主板可以有不同设定，存在不同目录下的

    BoardConfig.mk，以 find 寻找如下文件:
      build/target/board/$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk
      device$(TARGET_DEVICE)/BoardConfig.mk
    TARGET_DEVICE 是 product 所定义，因此同一个 BoardConfig.mk 可被多个 product 所使用。
    一个 TARGET_DEVICE ，通常只有一个 BoardConfig.mk 。 BoardConfig.mk 会被直接

    include 到 building system 的 name space 里。 因此，一些 module 的

    enable/disable ，可以在 BoardConfig.mk 以对应不同的主板。

 

  5、Rules

    在 module 的定义文件 Android.mk 裡，可定义 module 的 tag， LOCAL_MODULE_TAGS， 以分

    类这些 module。每一个 product 可以指定需要的 tag (PRODUCT_TAGS)，使 building system

    只便宜标示这些 tag 的 module。在 build/core/main.mk 里，所有标示特定 tag 的 module 收

    集为 ALL_DEFAULT_INSTALLED_MODULES，并 include build/core/Makefile 处理。
    build/core/Makefile 为这些 module 产生 rule ，并使产生 image 的 goal depend on 这

    些 rule ，使这些 module 被编译。

 

五、Android编译系统的使用
  
  下面两种方法，第一个产生更稳定的结果。

 

  方法一：

    创建buildspec.mk的本地版本。最容易的方法是进入你的设备目录，

    执行下列指令：

    cp buildspec.mk.default buildspec.mk ; chmod u=rw buildspec.mk

 

    默认的buildspec.mk文件，所有的选项都是被注释的，为了建立个性化的配置环境，可以编辑

    buildspec.mk.
    一般设置如下选项就可以拉：
      BUILD_ENV_SEQUENCE_NUMBER := 9
      TARGET_BOARD_PLATFORM := imx53
      TARGET_PRODUCT := mine_mx53

    一旦建立了配置文件,然后复制到根目录下，就能够通过执行make编译设备代码,在第一次执行这个命令

    的时候，会花费很长时间，在双核机器上，考虑使用’-j2’(甚至’j4’)以加速编译。

    make -j2

 

  方法二：

    做一个通用的版本，
    执行
      source //device/envsetup.sh, 这个文件包含了必要的变量和函数定义，下面有描述：

      cd $TOP
      .envsetup.sh
      partner_setup generic  //select generic as the product
      make -j4 PRODUCT-generic-user
      
      //你也可以用eng替换user, 生成一个调式版。
      make -j4 PRODUCT-generic-eng